棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的牽伸加壓機(jī)構(gòu)
來源:紡織導(dǎo)報(bào)
發(fā)布時(shí)間:2004-4-19 9:59:50
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0 引言
目前我國引進(jìn)的牽伸加壓機(jī)構(gòu)有SKF、R 2 P、HP及INA - V等;在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)或仿造的牽伸加壓形式有仿SKF - PK225的YJ 2 - 142、仿INA - V的QVX型和參考R 2 P及INA-V型的R 2 V型等,它們都各有特色。
1 牽伸形式
環(huán)錠細(xì)紗機(jī)牽伸形式共兩類,一類是三羅拉雙區(qū)直線牽伸,一類是三羅拉雙區(qū)曲線牽伸,為了更好地控制纖維運(yùn)動,在三羅拉雙區(qū)牽伸中配有雙皮圈結(jié)構(gòu),SKF、R 2 P、INA - V及國產(chǎn)YJ 2 、QVX、R 2 V都在前區(qū)配以上短下長的雙皮圈,而QVX及R 2 V的前區(qū)牽伸又有許多改進(jìn),使前中羅拉中心距及浮游區(qū)相應(yīng)減小。德國HP前區(qū)為雙短皮圈式,配置新型金屬下銷,浮游區(qū)長度最短。
前區(qū)牽伸配置要三小,即前中羅拉中心距小、浮游區(qū)小及皮圈鉗口隔距小。不論是雙短皮圈還是長短皮圈及上、下銷皮圈架的設(shè)計(jì)都力圖達(dá)到三小要求。SKF、R 2 P、INA - V及HP等 4種國外牽伸形式的對比表明(表1),HP中心距最小,為14.4 mm。
| 表1 4種國外牽伸形式對比 |
| 牽伸形式 |
SKF |
R2P |
INA-V |
HP |
最近線測量距離/mm
中心鉗口距/mm |
14.62
16.41
|
13.6
15.5 |
14.2
15.8 |
12.6
14.4 |
SKF、R 2 P及國產(chǎn)YJ 2 系列的后區(qū)牽伸屬于三羅拉雙區(qū)直線牽伸,所不同的是有的牽伸羅拉中心距較長,像R 2 P牽伸區(qū)后羅拉中心距長;而INA - V、QVX及R 2 V的牽伸屬于三羅拉雙區(qū)曲線牽伸,上后羅拉抬高25 ~ 28 °,使后羅拉握持點(diǎn)前移,縮短了中后羅拉中心距,從而制造出好的摩擦力界, 曲線牽伸是改善后區(qū)牽伸對纖維控制的技術(shù)措施。
牽伸過程中工藝配置的目的是通過前區(qū)達(dá)到三小要求來有效控制主牽伸區(qū)快速纖維的移動,改善條干、紗疵、粗細(xì)節(jié)、棉結(jié),提高紡紗質(zhì)量。后區(qū)要為前區(qū)主牽伸提供優(yōu)良的須條結(jié)構(gòu),創(chuàng)造良好的牽伸條件。三羅拉雙皮圈雙區(qū)曲線牽伸的后區(qū),摩擦力界比直線式好,使須條受到良好控制,適紡較高紗支。
我國在SKF或YJ 2 - 142彈簧搖架加壓及R 2 P雙皮圈雙區(qū)直線牽伸機(jī)構(gòu)中,后區(qū)實(shí)行二大二小針織紗工藝原則(即后區(qū)中心鉗口距大,粗紗捻系數(shù)大,后區(qū)牽伸小及粗紗小牽伸),為前區(qū)主牽伸提供優(yōu)質(zhì)須條。隨著市場對機(jī)織物外觀要求的日益提高,二大二小工藝已不再是針織紗的專門工藝,它正普遍用于生產(chǎn)各類針織、機(jī)織紗。
為了加強(qiáng)對主牽伸區(qū)快速纖維的控制,在中前羅拉之間配備良好的皮圈控制系統(tǒng),目前應(yīng)用的有雙短皮圈式及長短皮圈式,SKF、R 2 P、INA - V型都是用長短皮圈式,HP是雙短皮圈式。上下皮圈中,下皮圈內(nèi)層要具有良好的摩擦系數(shù),以便中羅拉能準(zhǔn)確傳動皮圈,做到線速度準(zhǔn)確。下皮圈與前下銷之間又要求靈活滑動,為此下銷已改為涂四氟已烯涂層,改進(jìn)了與下皮圈的滑動。
在長短皮圈系統(tǒng)中,下皮圈配有張力裝置,因此,下長皮圈運(yùn)動比較準(zhǔn)確。在雙短皮圈中對下短皮圈的制造及下銷等尺寸精度要求較高,皮圈厚度均勻,要具備更適當(dāng)?shù)挠捕燃皬椥?。國?nèi)外皮圈內(nèi)層已有花紋式,既做到與中羅拉傳動準(zhǔn)確,摩擦系數(shù)高,又做到與前下銷配合精確、滑動好。
Rieter(立達(dá))公司生產(chǎn)的P3 - 1氣動加壓采用三羅拉雙區(qū)長短皮圈形式,上下皮圈配置為非對稱式,進(jìn)一步縮小了浮游區(qū)距離,加強(qiáng)了對纖維的控制。
國內(nèi)外在牽伸系統(tǒng)中都已應(yīng)用軟彈不處理皮輥,我國規(guī)定皮輥硬度邵氏65度以下為軟彈膠輥,前上皮輥要求較高,要耐磨、彈性好、具有靜電消除功能。軟彈皮輥的應(yīng)用使加壓后皮輥與羅拉表面形成面接觸,使握持鉗口位移,縮小浮游區(qū)距離,改善了紡紗質(zhì)量。
瑞士MA 66T及美國ME 666、MB 670等皮輥性能好,紡紗適應(yīng)性好,抗靜電性能好,尤其耐磨。我國國內(nèi)生產(chǎn)的膠輥某些性能也達(dá)到國外先進(jìn)水平,但耐磨壽命短,與國外相比,差距較大。國外好的膠輥便用壽命比國內(nèi)長2 ~ 3年,3年回磨一次,而國內(nèi)至少1年回磨1次。
2 加壓形式
國內(nèi)外短纖維環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的加壓機(jī)構(gòu)有彈簧搖架加壓和氣動搖架加壓兩大類。彈簧搖架加壓又分為SKF圈簧加壓及 HP 板簧加壓兩種,因此短纖維環(huán)錠細(xì)紗機(jī)加壓又可分為氣動搖架加壓、圈簧搖架加壓及板簧搖架加壓等 3種。對各式搖架加壓,總的要求是通過加壓技術(shù)的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)對纖維運(yùn)動重加壓、強(qiáng)控制,加壓裝置使各羅拉鉗口的纖維有足夠穩(wěn)定的握持及牽伸能力,造成合理的摩擦力界,實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定,增加對纖維運(yùn)動的控制。
現(xiàn)對我國采用的各類加壓機(jī)構(gòu)有關(guān)問題進(jìn)行討論。
2.1 SKF型圈簧式搖架加壓
SKF型圈簧式搖架加壓是德國紡機(jī)生產(chǎn)商 20 世紀(jì)50年代推出的加壓形式,經(jīng)過半個世紀(jì)的不斷改進(jìn),加壓機(jī)構(gòu)已不斷完善,是目前世界上應(yīng)用面最廣、應(yīng)用時(shí)間最長的加壓系統(tǒng)。圈簧加壓元件(PK 220系列),上銷為OH式,已由鐵板改為工程塑料;下銷為T型階梯銷,上下銷之間形成擺動鉗口,總牽伸20 ~ 60倍。
我國FA系列YJ2 - 142系列的搖架,基本上與SKF相同,加壓重而穩(wěn),牽伸也達(dá)到20 ~ 60倍。前羅拉加壓值為10、14、18 kg / 雙錠,可調(diào)節(jié),中羅拉為10或14 kg /雙錠,后羅拉為14、18 kg /雙錠,固定式。
金屬材料受力后會變形,有彈性變形、緩彈性變形及永久性變形(塑性變形)等3類。圈簧式加壓的彈性變形持久性有多久而不會產(chǎn)生塑性變形或緩彈性變形是SKF加壓搖架性能的關(guān)鍵。據(jù)國外報(bào)道:圈簧式搖架連續(xù)使用4年后,細(xì)紗條干CV值上升,1 %粗細(xì)節(jié)紗疵增加20 %,這說明圈簧搖架加壓力的持久穩(wěn)定性還存在問題,圈簧彈性變形隨時(shí)間增加而產(chǎn)生衰退,形成緩彈性變形或永久性變形。
SKF圈簧搖架加壓機(jī)構(gòu)存在的另一個問題在國內(nèi)反映較為普遍,主要是 3個羅拉加壓鉗口的平行度不能很好保證,由于采用自調(diào)平行的原理,前后上皮輥及上皮圈不穩(wěn)定,以搖架為支撐點(diǎn)發(fā)生前后擺動,使一組搖架上相鄰兩個加壓在前中后 3 個鉗口線不能始終保持平行,因此造成3個羅拉的鉗口隔距大小發(fā)生變化使?fàn)可旃に嚥荒苷嬲轿?,紡紗質(zhì)量達(dá)不到應(yīng)有的水平,這種現(xiàn)象不僅在細(xì)紗,而且在粗紗、并條工序的加壓搖架也存在,SKF搖架的自調(diào)平行作用在實(shí)踐中并不理想,且有一些負(fù)作用,這是它的重要缺陷。
2.2 HP板簧搖架加壓
HP板簧加壓搖架是德國Suessen(緒森)公司20世紀(jì)80年代推出的新型加壓搖架,在三羅拉雙短皮圈雙區(qū)牽伸中,雙短皮圈可使鉗口充分前移,縮短了浮游區(qū)距離,是所有牽伸加壓系統(tǒng)中浮游區(qū)距離最小的一種,Suessen HP - A - 320型板簧搖架加壓機(jī)構(gòu)的制造精度比SKF改進(jìn)了許多,堅(jiān)實(shí)的板簧為加壓元件,橫截面大且堅(jiān)固耐用,據(jù)測,在達(dá)到同樣壓力條件下,板簧的彈性變形僅是圈簧彈性變形的8.7 %左右。
HP - A - 320板簧搖架,分別對前、中、后羅拉施以3個板簧加壓,用明細(xì)栓固定在搖架槽內(nèi),可在加壓狀態(tài)下調(diào)整上羅拉中心距,簡便準(zhǔn)確。板簧與皮輥握持爪匝的頂面固定聯(lián)接在定位匝上,裝有上膠輥定位彈簧,三者聯(lián)為一體,握持爪中心線與上羅拉中心線平行。在握持爪定位后再進(jìn)行研磨加工,精度高,保證在加壓狀態(tài)下穩(wěn)定可靠。皮輥加工精度高,皮輥芯子與搖架握持爪匝的寬度比SKF寬3 mm,上皮輥與下羅拉平行度以加工精度來保證,因此HP的3個鉗口握持平行度是幾種搖架中最好的。
國內(nèi)一些棉紡企業(yè)應(yīng)用 HP 的體會是 HP 紡紗質(zhì)量好、機(jī)構(gòu)簡便、易于管理維護(hù)、加壓精確。目前國內(nèi)一些新型粗紗機(jī)上已開始使用HP搖架。綜上,HP板簧加壓搖架具有很好的發(fā)展?jié)摿?。HP前中羅拉加壓為12或16 kg /雙錠,二檔選用,后羅拉為14 kg /雙錠。
2.3 氣動加壓
國內(nèi)外在20世紀(jì)80年代后期已在短纖維環(huán)錠紡紗機(jī)上推廣應(yīng)用氣動加壓搖架。氣動加壓搖架性能優(yōu)于彈簧搖架,主要表現(xiàn)在:壓力穩(wěn)定,基本上無錠差;壓力不因時(shí)間延長而波動和衰退;具有重加壓、強(qiáng)控制的優(yōu)點(diǎn),壓力大小可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中整機(jī)無級調(diào)節(jié),操作簡便;細(xì)紗機(jī)停車時(shí)可做到半釋壓或全釋壓,半釋壓狀態(tài)下不影響纖維須條的分布狀態(tài),因此開車時(shí)不會產(chǎn)生細(xì)節(jié)及斷頭;有的氣動加壓系統(tǒng)還配有欠壓和過壓自動控制系統(tǒng);氣動加壓搖架能較好保證膠輥與羅拉之間及3條握持線的平行;易于清潔及維護(hù),適應(yīng)機(jī)器高速運(yùn)行。
(1)INA - V型牽伸加壓機(jī)構(gòu)是德國制造,屬三羅拉長短皮圈雙區(qū)牽伸,后區(qū)為曲線牽伸,氣動加壓的壓力可微調(diào)。后羅拉加壓18 kg,基本上與前羅拉相同,用重加壓達(dá)到穩(wěn)定的鉗口加強(qiáng)控制,防止紗條在后鉗口滑移影響成紗不勻。INA - V型牽伸,因曲線包圍弧產(chǎn)生附加摩擦力界對后區(qū)纖維的積極控制,可提高細(xì)紗牽伸倍數(shù)30 % ~ 50 %以上,產(chǎn)品質(zhì)量好。
(2)R 2 P搖架前中后加壓值為18×14×18 kg /雙錠,無級調(diào)壓,壓力大而穩(wěn)定,無壓力衰退,錠差小,設(shè)有單獨(dú)氣源控制箱,并與電源開關(guān)相聯(lián),集體加壓、卸壓操作方便,有過壓、欠壓保護(hù)停車,可全釋壓、半釋壓,使須條無滑移、開車斷頭少,也不會產(chǎn)生紗疵。
R 2 P牽伸工藝采用針織二大二小工藝是基于重加壓、強(qiáng)控制條件進(jìn)行的。目前所謂針織紗工藝已在機(jī)織紗上應(yīng)用,R 2 P已不限于針織紗紡紗。
(3)瑞士新型高速細(xì)紗機(jī)上采用P3 - 1氣動加壓臂及新型皮圈架都是最新技術(shù),可對各加壓點(diǎn)實(shí)施精確的壓力分布,保證羅拉對纖維更好地控制握持,保證加壓穩(wěn)定性,P3 - 1加壓裝置還縮短了浮游區(qū),減小了主牽伸區(qū)無控制區(qū)的距離,如前所述P3 - 1加壓臂及皮圈架的改進(jìn),即使提高紡紗牽伸倍數(shù)達(dá)到60倍以上,紡紗質(zhì)量仍保持最佳值。
(4)R 2 V牽伸加壓機(jī)構(gòu)是我國在消化吸收R 2 P及INA - V型牽伸加壓技術(shù)基礎(chǔ)上研制開發(fā)的中國式三羅拉雙區(qū)曲線牽伸氣動加壓形式,將前中羅拉中心距由43 mm改為41.5 mm,后區(qū)采用V型曲線牽伸。R 2 V主要特點(diǎn)是前區(qū)前中羅拉之間的浮游區(qū)縮小到12.6 mm,比R 2 P還小2.5 mm。采用后區(qū)曲線牽伸,對喂入紗條控制好。氣動加壓壓力穩(wěn)定、錠差小,壓力無衰退。適紡中、細(xì)支紗,牽伸效果好、紡紗質(zhì)量好。
(5)氣動加壓是比較理想的加壓方式,最大特點(diǎn)是壓力持久不變,不會衰退,目前國內(nèi)外都有應(yīng)用,尤其瑞士產(chǎn)各類環(huán)錠細(xì)紗機(jī)大都應(yīng)用氣動加壓。如 Rieter 新生產(chǎn)的K44型緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)都是用氣動加壓式。
(6)氣動加壓唯一不足是要在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上增加許多氣動加壓附屬機(jī)構(gòu),如氣源、貯氣配氣箱、氣路等。另外,一臺細(xì)紗機(jī)總氣量及氣壓的設(shè)計(jì)是恒定的,不因個別錠子停紡而改變氣量及氣壓,因此,如果發(fā)生一對搖架或多對搖架停紡就會引起氣壓氣量的重新分配,或多或少會引起每對錠子搖架的氣壓量及壓力的波動。
3 小結(jié)與展望
以上討論了牽伸形式及加壓類型的各類特點(diǎn)。
三羅拉雙區(qū)牽伸中雙短皮圈及長短皮圈形式各有特點(diǎn),問題的中心是如何經(jīng)過牽伸部件的組合達(dá)到前區(qū)的三小工藝要求即小浮游區(qū)、小羅拉鉗口中心距及小皮圈鉗口隔距,使?fàn)可觳糠值哪Σ亮缒芨玫乜刂评w維的運(yùn)動。前中羅拉中心距已實(shí)現(xiàn)41.5 mm,應(yīng)用軟彈皮輥后鉗口線前移, 使中心距進(jìn)一步縮小。目前HP浮游區(qū)距離最小,我國研制生產(chǎn)的R 2 V浮游區(qū)中心距也達(dá)到12.6 mm,基本上與HP相近。后區(qū)工藝采用V型曲線牽伸會產(chǎn)生好的摩擦力界,為前區(qū)主牽伸準(zhǔn)備好的須條。另外充分利用粗紗捻系數(shù)、粗紗牽伸、細(xì)紗后區(qū)牽伸及后區(qū)隔距等相關(guān)工藝, 也是紡好紗的工藝研究方向。二大二小后區(qū)工藝,不僅適于針織,也適于當(dāng)今對織物質(zhì)量要求高的機(jī)織紗的要求。
對于牽伸部件相關(guān)的器材元件,尤其應(yīng)當(dāng)重視發(fā)展與改進(jìn),努力提高膠輥、膠圈、上下銷、皮圈架等的產(chǎn)品質(zhì)量。
目前廣為應(yīng)用的SKF圈簧加壓,已設(shè)計(jì)成有自調(diào)平行作用的加壓搖架。經(jīng)過近半個世紀(jì)的應(yīng)用,盡管SKF加壓搖架具有重加壓、強(qiáng)控制等優(yōu)點(diǎn),而且經(jīng)過50年的改進(jìn)與提高,但企業(yè)應(yīng)用時(shí)總感到 3條羅拉鉗口握持線始終不能達(dá)到真正的平行,而且圈簧加壓的彈性壓力會因時(shí)間延長而衰退,因此盡管SKF圈簧搖架加壓形式具有許多優(yōu)點(diǎn),但與HP板簧加壓及氣動加壓相比仍有一定差距,尤其在3條鉗口線的平行上比HP板簧加壓差得多。
HP板簧加壓是20世紀(jì)80年代的新型加壓形式,板簧材質(zhì)比較先進(jìn),因此板簧加壓形式具有彈性持久、鉗口線平行度好、加壓系統(tǒng)簡單易調(diào)等優(yōu)點(diǎn),這表明HP板簧加壓形式具有很好的發(fā)展?jié)摿?,Suessen公司在推廣緊密紡技術(shù)時(shí)特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)用板簧加壓以保證緊密紗產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與提高。
氣動加壓是 20 世紀(jì)80年代末推出的一項(xiàng)新型加壓方式,比彈簧加壓優(yōu)異得多,尤其Rieter公司生產(chǎn)的各類型號的環(huán)錠細(xì)紗機(jī),大都采用氣動加壓。德國INA - V型牽伸加壓系統(tǒng)也采用氣動加壓。我國在20世紀(jì)后期除了引進(jìn)一些氣動加壓環(huán)錠紡紗機(jī)外,還仿造了INA - V型牽伸加壓系統(tǒng),生產(chǎn)的QVX環(huán)錠細(xì)紗機(jī)也采用氣動加壓形式。20 世紀(jì)末我國還借鑒R 2 P及INA - V型牽伸加壓技術(shù),研制開發(fā)了具有國際先進(jìn)水平的氣動加壓的牽伸加壓形式R 2 V環(huán)錠細(xì)紗機(jī),比較成功。
今后我國環(huán)錠細(xì)紗機(jī)牽伸加壓技術(shù)可參考國內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)發(fā)展HP板簧加壓的牽伸加壓技術(shù);SKF牽伸加壓系統(tǒng)的加壓技術(shù)要加快改進(jìn);氣動加壓系統(tǒng),機(jī)構(gòu)較彈簧加壓復(fù)雜得多,雖然加壓精度高但投資亦大,要量力而行。
目前采用的三羅拉雙皮圈雙區(qū)直線牽伸及三羅拉雙皮圈雙區(qū)曲線牽伸各有長處,重要的是應(yīng)繼續(xù)努力縮小前區(qū)浮游區(qū),加強(qiáng)對浮游纖維的控制,在縮小浮游區(qū)、減小前中羅拉中心距、減小皮圈隔距上繼續(xù)下功夫研究,后區(qū)工藝對直線牽伸及曲線牽伸來說,都必須繼續(xù)研究改進(jìn)。(秦貞俊)
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